一、思考题
思3-1 铰链四杆机构有哪几种基本型式?各有什么特点?
解：铰链四杆机构的基本型式及特点如下：
（1）曲柄摇杆机构，其中两连架杆一为曲柄，另一为摇杆； （2）双曲柄机构，其中两连架杆均为曲柄；
（3）双摇杆机构，其中两连架杆均为摇杆。
思3-2 铰链四杆机构可以通过哪几种方式演变成其他型式的四杆机构?试说明曲柄摇块机构是如何演化而来的?
解：（1）铰链四杆机构可以通过以下四种方式演变成其他型式的四杆机构：转动副演化为移动副、扩大转动副半径、变更机架、变更杆件尺寸等。
（2）曲柄摇块机构的演化过程如下：
思3-3 何谓偏心轮机构?它主要用于什么场合?
解：（1）曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为偏心轮机构。
（2）偏心轮的强度和刚度都比曲柄好，因此适用于转速不高而载荷较大的场合。
思3-4 双摇杆机构的四个构件长度应满足什么条件?
解：双摇杆机构有两种情形：
（1）双摇杆机构的四个构件不满足杆长之和条件。
（2）双摇杆机构的四个构件满足杆长之和的条件，且最短杆的对边为机架。
思3-5 何谓连杆机构的压力角、传动角?它们的大小对连杆机构的工作有何影响?偏置曲柄滑块机构的最小传动角γmin发生在什么位置? 解：（1）①从动件上的作用力方向与力作用点速度方向之间的夹角称为压力角。
②压力角的余角称为传动角。
（2）传动角越大，即压力角越小，对机构工作越有利。
（3）偏置曲柄滑块机构的最小传动角发生在曲柄与滑块导路垂直的位置。
思3-6 Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型曲柄摇杆机构的运动特征、结构特征以及构件尺寸关系如何?最小传动角分别出现在什么位置?
思3-1
解：（1）Ⅰ型曲柄摇杆机构：
①运动特征：从动件行程速度变化系数K＞1（θ＞0°），且摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向相同，如思3-1a所示；
②结构特征：A、D位于C1、C2两点所在直线t—t的同侧；
③构件尺寸关系为a2＋d2＜b2＋c2；
④最小传动角出现在AB与AD共线时。
（2）Ⅱ型曲柄摇杆机构：
①运动特征：从动件行程速度变化系数K＞1（θ＞0°），且摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向相反，如思3-1b所示；
②结构特征：A、D位于直线t—t的异侧；
③构件尺寸关系为a2＋d2＞b2＋c2；
偏心轮④最小传动角出现在AB与AD共线时。
（3）Ⅲ型曲柄摇杆机构：
①运动特征：从动件行程速度变化系数K＝1（θ＝0°），摇杆无急回特性；
②结构特征：A、C1、C2三点共线；
③构件尺寸关系为a2＋d2＝b2＋c2，如思3-1c所示；
④最小传动角出现在AB与AD共线时。
思3-7 铰链四杆机构中有可能存在死点位置的机构有哪些?它们存在死点位置的条件是什么?试举出一些使机构顺利通过死点位置的措施以及利用死点位置来实现一定工作要求的机构实例。
解：（1）铰链四杆机构中有可能存在死点位置的机构有：曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构。
（2）它们存在死点位置的条件是传动角在某一位置等于零。
（3）使机构顺利通过死点位置的措施包括借助机构运动惯性顺利通过死点。工件夹紧
机构利用死点固定工件。
思3-8在曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构中，要改变摇杆（滑块）摆角（行程）的大小或改变摆角（行程）的位置，怎样来调节曲柄与连杆的长度?
解：可以通过改变曲柄的长度来改变摇杆（滑块）摆角（行程）的大小；通过改变连杆的长度来改变摇杆（滑块）摆角（行程）的位置。
二、习题
题3-1 试从图3-1所示各液压泵构件的运动来分析它们属于何种机构?
图3-1
解：（1）图（a）为曲柄摆块机构；
（2）图（b）所示机构由偏心盘1、套环2、滑杆3和机架泵体4所组成。其中偏心盘1和泵体4构成转动副A，又与套环2构成转动副B，套环2和滑杆3组成转动副C，滑杆3和泵体4构成移动副，套环2与泵体4构成平面高副，但由于套环2的外半径与偏心距AB之和始终等于泵体油腔的内半径，构成了虚约束，故图（b）为偏心曲柄滑块机构；
（3）图（c）为转动导杆机构。
题3-2 在图3-2的冲床刀架装置中，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时推动后者带着刀架3上下移动。点B为偏心轮的几何中心。问该装置是何种机构?它是如何演化出来的?
解：（1）该装置是对心曲柄滑块机构；
（2）其演化过程如下：扩大转动副B，曲柄转变为偏心轮，加大滑块的结构尺寸，使得连杆包括在滑块之内。
图3-2
题3-3 在图3-3所示铰链四杆机构中，已知：l BC＝50mm，l CD＝35mm，l AD＝30mm，AD为机架，并且：
（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求l AB的最大值；
（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB的范围；
（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB的范围。
图3-3
解：（1）当AD为机架，若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，则AB为最短构件，故由杆长条件得
（a）即l AB＋50≤35＋30，则l AB的最大值为l AB＝15mm。
（2）如果机构是双曲柄机构，则AD为最短构件，并且满足杆长条件。对于最长杆，可分两种情况讨论：
①l BC最长，此时即30＋50≤l AB＋35，则l AB≥45mm。（b）
②l AB最长，此时即30＋l AB≤50＋35，则l AB≤55mm。（c）
所以l AB的范围为45mm≤l AB≤55mm。
（3）当AD为机架，若此机构为双摇杆机构，则排除以上成为曲柄摇杆机构和双曲柄机构的l AB的范围，即得到双摇杆机构，则有
15＜l AB＜45，55＜l AB
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